O seu espelho de dimensão gigantesca ajuda a produzir imagens duas a três vezes mais nítidas que as do seu antecessor, o telescópio , as quais revelam distâncias e informação do universo desconhecido muito mais profundas.
O Webb também pode ver comprimentos de onda infravermelhos muito mais vermelhos, abrindo uma nova visão do universo.
Isso é especialmente importante para estudar o universo primitivo, e a sua história, devido ao “desvio para o vermelho cosmológico” - um processo que se refere ao alongamento da luz (com a expansão do universo) à medida que a luz viaja pelo espaço cósmico.
Este telescópio também é útil para estudar objetos e fenómenos fascinantes, como sejam planetas ao redor de estrelas próximas e as regiões onde as estrelas nascem e se formam.
Já se escreveu muito sobre os tremendos desafios técnicos envolvidos na construção do Webb e da sua jornada em órbita.
Agora, com as tão esperadas primeiras imagens já nas mãos da comunidade científica, vamos tentar explicar o que elas mostram e o que representam.
Claridade intensa
O presidente dos EUA, Joe Biden, foi quem apresentou a primeira imagem do “campo profundo” do Webb, e isto mostra bem a importância do evento.
O “campo profundo” é o enorme aglomerado de galáxias SMACS-0723 que contém milhares de galáxias agrupadas em torno de uma galáxia central super brilhante (como mostra a imagem que se segue em abaixo).
Se olharmos com atenção conseguimos ver os múltiplos arcos alongados que representam as galáxias de fundo que foram “”.
Esta imagem fornecida pela NASA na segunda-feira, 11 de julho de 2022, mostra o aglomerado de galáxias SMACS 0723, capturado pelo Telescópio Espacial James Webb Source: AAP Image/NASA, ESA, CSA, STScI via AP
Em outras palavras, as enormes forças da gravidade aqui em jogo resultaram na distorção e amplificação da luz das galáxias, que sendo “esticada” forneceu uma imagem altamente detalhada do universo distante e profundo.
A claridade da fotografia e o que consequentemente ela revela é surpreendente. Aqui está uma visão ampliada de uma pequena região, comparada com uma imagem de tempo de exposição semelhante do Hubble:
As imagens ampliadas que mostramos acima retratam uma região no campo profundo que inclui uma galáxia espiral que os astrónomos carinhosamente chamam de “The Slug” (a lesma), que está localizada muito para lá do cluster SMACS-0723.
Uma comparação entre a imagem do Webb (esquerda) e a do Hubble (direita) da mesma região. Esta é uma área ampliada do campo profundo do Webb. Source: AAP Image/NASA, ESA, CSA, and STScI/PA Wire
Mas os olhos dos cientistas estão agora ainda mais focados no arco muito fino situado logo acima (marcado com setas na imagem).
Esta pequena ´lasca´ é uma das maiores provas do poder do telescópio Webb.
Nas duas imagens comparáveis entre o que o Hubble alcança e o que o Webb consegue mostrar, este pequeno arco mal se vê na fotografia do telescópio antigo, enquanto que na imagem do Webb é claramente visível.
E a informação contida aqui é muito importante já que esta pequena ´lasca´ identifica aquilo que, provavelmente, são aglomerados de estrelas individuais numa galáxia extremamente distante e minúscula.
Podem ser observados e analisados detalhes igualmente surpreendentes em todo o .
Para objetos pontuais, espera-se que o Webb seja mais de 100 vezes mais sensível que o Hubble e isso pode abrir o caminho para descobertas absolutamente incríveis.
Estas primeiras imagens também mostram que o campo está repleto de alguns objetos vermelhos-pálido, que já estão a atrair a atenção de especialistas desta área do conhecimento espacial.
Alguns destes objetos avermelhados podem ser as galáxias mais distantes, onde a luz levou mais tempo a chegar até nós.
Elementos que até agora eram completamente desconhecidos
O Webb também é capaz de espectroscopia infravermelha extremamente sensível, onde a luz é dividida em comprimentos de onda para revelar a composição de um objeto.
Enquanto o Hubble é muito fraco nessa função, o Webb consegue fazer isto muito bem – tal como mostra a imagem abaixo que analisa o enorme planeta WASP 96b.
Localizado a cerca de 1120 anos-luz de distância da Terra, este planeta pesa cerca de metade da massa de Júpiter:
As quedas no espectro revelam a presença de vapor de água na atmosfera do planeta.
Webb captou o espectro do exoplaneta WASP-96b, um gigante de gás quente. Source: NASA, ESA, CSA, and STScI via Getty Images
Neste momento, os cientistas acham improvável que o planeta WASP 69b tenha vida por causa da sua proximidade com a sua estrela-mãe.
No entanto, esta fotografia revela algo muito emocionante – na presença desta fotografia e desta funcionalidade do Webb sabemos, agora, que podemos usar o mesmo método em cerca de outros 5.000 exoplanetas conhecidos.
Com a espectroscopia, eventualmente seremos capazes de detetar possíveis indicadores de vida fora do planeta Terra, como sejam o ozono e o metano.
Possibilidade de visualizar para além da poeira e gás
A terceira imagem é da Nebulosa do Anel Sul, a cerca de 2.000 anos-luz de distância na Via Láctea. Esta imagem mostra a capacidade de infravermelho médio do Webb (que novamente vai muito além do alcance do Hubble).
É um exemplo clássico de uma “nebulosa planetária” (um nome impróprio, já que nenhum planeta está envolvido) na qual a estrela central se transformou numa pequena miniatura branca explodindo a sua camada externa.
A nebulosa planetária do Anel Sul, com uma imagem no infravermelho próximo à esquerda e uma no infravermelho médio à direita. Source: AAP Image/NASA, ESA, CSA, and STScI/PA Wire
Isto acontece a uma velocidade de cerca de 15 quilómetros por segundo, enviando anéis de gás e poeira.
A estrela mais brilhante no centro é na verdade uma ´estrela companheira´, e a branca mais pequena é a parceira mais fraca que só pode ser vista no infravermelho médio, pois está obscurecida pela poeira.
O infravermelho médio também destaca a poeira que é formada no gás em expansão.
A imagem que se segue, em baixo, mostra-nos a visão de galáxias próximas que o Webb, finalmente, proporciona.
Aqui vemos um famoso grupo de galáxias chamado Quinteto de Stefan, localizado a cerca de 290 milhões de anos-luz de distância.
As cinco galáxias estão muito próximas. Quatro estão a interagir entre si e a desencadear uma abundante formação de estrelas.
As faixas vermelhas e aglomeradas mostram a localização da nova formação de estrelas através da poeira associada.
O Quinteto de Stephan é um grupo compacto de galáxias em interação. Source: AAP Image/NASA/ESA/CSA/STSCI via ABACAPRESS.COM
O detalhe da distribuição de poeira e o rasto de luz entre as galáxias salta à vista na imagem. E o infravermelho médio revela a luz de um buraco negro gigante no centro da galáxia superior.
O que também se vê muito claramente é o vasto mar de galáxias distantes ao fundo.
E podemos ver isso em todas as imagens do Webb, mesmo quando o Webb aponta para objetos dentro da Via Láctea. Isto porque a luz infravermelha passa pela poeira. Os recursos de deteção de infravermelho do Webb são tão sensíveis que conseguem ver através de objetos dentro da nossa própria galáxia.
E, finalmente, temos a homenagem do telescópio Webb à famosa imagem do Hubble.
Esta imagem infravermelha mostra a Nebulosa Carina, uma ´maternidade´ de estrelas de gás e poeira a 7.600 anos-luz de distância, onde novas estrelas estão a formar-se enquanto destroem a sua nuvem de nascimento.
A Nebulosa Carina, uma maternidade cósmica envolto em gás e poeira. Source: AAP Image/EPA/NASA, ESA, CSA, and STScI
A imagem é extremamente complexa, e os intensos redemoinhos de poeira, gás e estrelas jovens estão a deixar os cientistas perplexos.
Os astrónomos levarão, provavelmente, muitos anos de trabalho intenso para descobrir exatamente o que está a acontecer nesta imagem em particular.
Resumindo, segundo e – os dois astrofísicos autores da versão original deste artigo para o jornal online The Conversation – só este primeiro conjunto de imagens de pré-visualização do telescópio Webb já deram aos astrónomos uma imensa quantidade de novos dados que irão agora conduzir anos de investigação aos mais variados níveis do conhecimento da exploração espacial.
E isto... claro... ainda agora está a começar.
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